Реферат: Влияние температуры и магнитного поля на электрическую проводимость и аккумуляцию энергии в кондуктометрической ячейке с магнитной жидкостью
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Влияние температуры имагнитного поля на электрическую проводимость и аккумуляцию энергии вкондуктометрической ячейкЕ с магнитной жидкостью
Выполнила:
студентка 5 курсаФМФ
отд.«Физика/Математика», группа «В»
Савельева АннаЕвгеньевна
Научныйруководитель:
кандидатфиз.-мат. наук
доц. ПолихронидиН.Г.
Научный консультант:
доц. БаграмянВ.А.
План дипломной работы
ВВЕДЕНИЕ… 3
ГЛАВА I. Обзор литературы… 4
I.1. Аккумуляция энергии вячейке с МЖ… 4
I.2. Анизотропияэлектропроводности МЖ, наведенная внешним воздействием… 6
ГЛАВА II. Действиеэлектрического и магнитного полей на структурные элементы МЖ… 10
II.1.1. Действие ЭП насвободный заряд… 10
II.1.2. Действие ЭП наэлектрический диполь… 10
II.2.1. Действие МП надвижущийся заряд… 13
II.2.2. Действие МП намагнитный диполь… 15
ГЛАВАIII. Математическая теория проводимости МЖ… 16
III.1. Теория проводимости… 16
III.2. Влияние ЭП наподвижность МЖ… 20
III.3. Влияние МП наподвижность МЖ… 21
ГЛАВАIV. Результаты эксперимента и их обсуждение… 24
1. Исследование ВАХ МЖ при разных темпах нагружения ячейки… 24
2. Влияние температуры на ВАХ МЖ… 34
3. Исследование разряда и саморазряда КЯ с МЖ… 38
4. Влияние температуры на разряд и саморазряд КЯ с МЖ… 51
5. Влияние МП на ВАХ, разряд и саморазряд КЯ с МЖ… 56
ВЫВОДЫИ ЗАКЛЮЧЕНИЕ… 59
ЛИТЕРАТУРА… 60
ВВЕДЕНИЕ
Магнитные жидкости (МЖ) на основе керосина обладаютнекоторой электрической проводимостью.
Носителями заряда могут быть остаточные ионы технологической процедурыпри изготовлении МЖ как продукт распада ионных атмосфер, сопутствующихстабилизирующей оболочке диспергированных частиц и их агрегатов. Предположить вкачестве носителей сами магнитные частицы и их агрегата можно, но большая массаи низкая подвижность при, в общем, малом, по-видимому, избыточном зарядемаловероятна.
Следствием зависимости могут стать другие явления, уже обнаруженные.
Так уже замечена спонтанная поляризация электродов кондуктометрическойячейки (КЯ), обусловленная, скорее всего, некоторой асимметрией материалаэлектродов. Отчетливо проявляется гистерезис в ходе ВАХ, обусловленный,по-видимому, темпом нагрузки КЯ. Неясна лишь его зависимость от внешнихусловий, внутреннего состава и структуры МЖ как системы.
Другое замечательное свойство МЖ, связанное с ее проводимостью, – этоаккумуляция заряда и энергии в КЯ при ее заряжении. Многие детали этого явленияеще скрыты, но кое-что известно определенно. Установлено соотношение(качественное) между заряжающим напряжением и максимальной разностьюпотенциалов в заряженной КЯ. Изучен ход разряда и найдено, что заряд,накопившийся в ней, значительно превышает заряд этой же ячейки, взятой в роликонденсатора с воздушно-керосиновым и олеиновокислотным наполнителем.
Все эти факты позволили провести первую грубую оценку электрическиххарактеристик МЖ. В настоящей работе продолжены исследования проводимости МЖ наоснове керосина и аккумуляции энергии в КЯ в условиях применяющейсятемпературы; получены некоторые новые результаты о механизме разряда путемизучения саморазряда КЯ и сопоставления его с полным разрядом. Эти результатыпока еще не отличаются высокой степенью точности (количественной) ввидуповышенной чувствительности МЖ к температуре, но качественно определены.
ГЛАВА I. ОБЗОРЛИТЕРАТУРЫ
I.1.Чеканов В.В., Бондаренко Е.А., Кандаурова Н.В. Накопление зарядав электрофоретической ячейке с МЖ
Были проведены исследования электрических свойств МЖ«магнетит в керосине» с ПАВ, олеиновой кислотой объемной концентрацией5-12 %.
ВАХ ячейки, используемой в данной работе нелинейны, поэтому ячейку можнопредставить как конденсатор, накапливающий заряд на обкладках, величинакоторого оказалась равной 10‑5 Кл(эквивалентная емкость такогоконденсатора порядка 10 мкФ.
При подаче на ячейку прямоугольного импульса напряжения с амплитуднымзначением ± 10 В зависимостьнапряжения на ячейке от времени имеет вид.
/>
Получили функцию, вида
/>,
где />, C1 – порядка 10 нФ; />, C2– порядка 10 мкФ.
Оптические исследования показывают, что время применения отражательной способностиячейки при подаче на нее импульсного напряжения и освещении светом длиной волныl = 504 нм, имеет тотже порядок, что и время зарядки конденсатора.
При подаче const напряжения на ячейку в ней течетток, под действием которого частицы магнетита двигаются к электродам, образуявблизи поверхностей проводящий слой, отделенный слоем ПАВ. В объеме ячейкиобразуется объемный заряд, который обуславливает проводимость ячейки.
Предполагается, что можно рассматривать ячейку как систему последовательносоединенных конденсаторов, обкладки которых представляют собой проводящий слойдиоксида олова, слой проводящих частиц с непроводящим слоем ПАВ, проводящуюсреду, обусловленную возникновением объемного заряда. Эквивалентная схемаячейки:
/>.
Используя известные формулы электродинамики, была проведена оценкатолщины слоя ПАВ для данной модели. Он оказался порядка 10-50 А, что попорядку величины соответствует толщине ПАВ на коллоидных частицах.
Ячейка обладает нелинейным сопротивлением R,что можно объяснить возникающими в объеме жидкости электрогидродинамическимитечениями. В связи с нелинейностью J(U) удалось наблюдать автоколебания тока в схеме сячейкой.
Полихрониди Н.Г., КусоваА.А. Электро- и магнитно-полевая аккумуляция электрического заряда в ячейке сМЖ
Было проведено исследование эффектов, сопутствующихдрейфу частиц дисперсной фазы, возбужденному течением МЖ типа магнетит вкеросине плотностью 1,25 Мг/м3 и проводимостью 100 пСм/м.
В ходе экспериментов пришли к следующему заключению: т.к. МЖ являетсянаследственной системой, то при непрерывном применении действующего на неефактора последующее состояние зависит от предыдущего, является неравновесным, аравновесие может быть достигнуто с определенным запаздыванием.
Отсюда гистерезис, зависящий от темпа dU/dt наращивания поля при снятииВАХ. Величина расщепления ВАХ зависит от времени релаксации и текучести МЖ.Поэтому возможен такой подбор темпа, при котором расщепление будет отсутствовать.
Аккумуляция заряда в КЯ под действием ЭП на МЖ может быть объяснена движениеми концентрацией массивных комплексов и агрегатов, а также отдельных частиц дисперснойфазы вблизи электродов. Эти скопления сохраняются в течение 10-70 с. При замыканииэлектродов на нагрузку (измерительный прибор) наблюдается ток разрядки. Природатока диффузионная. Механизм протекания сложен: внутри ячейки он обусловлендрейфом ионов, вне – дрейфом электронов, образующими в цепи КЯ единый ток. Законизменения тока задается процессом диффузии аккумулированных заряженных частиц.Причиной же аккумуляции является электрофорез тяжелых носителей заряда.
Аккумуляция заряда под действием МП на МЖ может быть объяснена какследствие фореза магнитных частиц под действием магнитной силы. Накоплениезаряда возможно, если перемещаемые частицы обладают адсорбированным зарядом илиувлекают вязкостным механизмом другие заряженные микрообъекты.
Была разработана методика использования ВАХ и токов разряда обоих видовдля расчета концентраций и подвижностей носителей.
I.2. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А. Анизотропияэлектропроводности дисперсных линейных систем, наведенная внешним воздействием
Чтобы полидисперсность не искажала измеряемые в опытах характеристикичастиц, необходимо измерять анизотропию электропроводности дисперсных частиц,ориентируя их полями разной напряженности.
Вектор ориентирующего поля направлен по оси Z.Обозначили изменение электропроводности дисперсной системы, вызванноеориентацией частиц вдоль оси Z, через бкII, а в направлении, перпендикулярном оси – через бкI, где бкII = кII-к, бкI = кI-к.
В тех случаях, когда электропроводности дисперсной системы велики,воздействие ориентирующего поля приведет к ее увеличению за счет джоулеватепла, выделившегося при прохождении тока через дисперсную систему. Этиизменения могут быть сравнимы с измеряемыми величинами бкIIи бкI. Однако ошибки при определении бкII и бкI вэтом случае будут одинаковыми, и разность бк = бкII-кI исключает данную погрешность, поэтому эта величина исследоваласьв данной работе.
Экспериментальные измерения бкII проводились спомощью кюветы, содержащей 4 зонда и 4 электрода. К электродам А и Вподводилось воздействующее поле, вдоль оси АВ – направляли вектор МП, электродыС, Д – измерительные. 1-4 – зонды. В области зондов, расстояния между которымизначительно меньше, чем между электродами, ориентирующее и измерительные поляпрактически однородны. С помощью зондов 1 и 3 можно измерять относительноеизменение электропроводности вдоль ориентирующего поля, а с помощью зондов 2 и4 – относительные изменения электропроводности в перпендикулярном направлении,которые пропорциональны относительному изменению напряжений U13 и U24.
Результаты исследования анизотропии электропроводности МЖ от величины МЖот величины МП, представлены на рис. 2 (где кривая 1 снята для исходнойжидкости, кривая 2 – после воздействия на жидкость ЭП), подтвердилиэффективность предложенной методики исследования.
Постановка задачи
Ранее было установлено, что при пропускании электрического тока через КЯс МЖ в ней накапливается электрический заряд, который можно заметить приразряде КЯ на нагрузку (самописец или измерительный прибор). Как оказалось,разрядный ток подчиняется экспоненциальному закону и по величине тока можноопределить электрическую емкость ячейки.
При исследовании ВАХ был обнаружен гистерезисный эффект, который можно объяснитьинертностью протекания релаксационных процессов в МЖ. МЖ обладает способностьюнакапливать заряд под действием ЭП, поэтому возникает запаздывание в уменьшениисилы тока при уменьшении величины напряжения, подаваемого на ячейку. Гистерезиснаблюдается, если время релаксации МЖ превышает или соизмеримо с периодомнаращивания напряжения. Если время релаксации много меньше периода наращиваниянапряжения, то ВАХ приобретает линейный характер.
При исследовании зависимости пикового значения разности потенциалов наячейке от продолжительности заряда МЖ было обнаружено существование предельногонапряжения – эффект «насыщения» – по величине меньшего, чем напряжение,подаваемое на ячейку от источника питания.
В данной дипломной работе ставятся следующие задачи:
I. 1. Показать возможности переноса заряда теоретическим путем.
2. Действие ЭП на свободные заряды и электрические диполи.
3. Действие МП на магнитный заряд.
II. Снятие ВАХ в задаваемом темпе наращивания напряжения, подаваемого на КЯ,нагреваемую определенной температуры и наблюдение за ходом кривой.
III. 1. Выяснение зависимости пикового значения разрядного тока КЯ с МЖ приее заряде от продолжительности заряжения, заряжающего напряжения и температурыМЖ в КЯ.
2. Выяснение влияния времени саморазряда ячейки на ход кривой разрядноготока, на величину пикового значения разрядного тока, а также выяснение влияниятемпературы на время саморазряда (на ход кривой разрядного тока и на егопиковое значение).
IV. Выяснение влияния МП в пределах /> на ВАХ КЯ и на кривуюразрядного тока.
ГЛАВА II. ДЕЙСТВИЕ ПОЛЕЙ
НА СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДА
II.1.1.Действие ЭП на свободный заряд
Одним из непременных элементов МЖ является свободный электрический зарядизначально свободный или появившийся из ионной атмосферы частицы – дисперснойфазы (мицеллы) в результате действия какого-либо фактора. Одним из такихфакторов может быть ЭП при пропускании тока. Это поле легко разрушает оболочкуэластично связанную с частицей, предварительно вытягивая мицеллу в диполь иотрывая от нее иона, переводя из разряда связанных в свободные. Свободныеэлектрические заряды при наложении на МЖ ЭП подвержены действию этого поля.
Если ЭП вызвано одним точечным зарядом q,величина напряженности поля получается непосредственно из закона Кулона путемделения обеих частей равенства на величину второго заряда:
/>.
Используя закон Кулона в векторной форме запишем напряженность ЭПточечного заряда также в векторной форме:
/>.
Если известна напряженность поля в какой-либо точке, то тем самымопределена и сила, действующая на электрический заряд, помещенный в эту точку.А именно:
/>/>;
Кулоновская сила/> обуславливаетпотенциальную энергию W этого поля />
/>,
где j – потенциал поля в той точке, гденаходится в данный момент свободный заряд.
/>.
II.1.2. Действие ЭП наэлектрический диполь
Наряду со свободными зарядами в магнитном коллоиде существуютэлектрические диполи, образованные как результат деформации:
а) при прямом действии ЭП; б) при механическом движении в силу действиякулоновских и вязкостных сил.
/>Найдем силу, действующую на диполь в ЭП, причем будем считатьсначала, что поле однородно. На концы диполя действуют равные по величине силы />. Этисилы направлены в противоположные стороны и образуют пару сил. Момент M этой пары равен:
/>
где a – угол между вектором /> инапряженностью /> поля.Величину /> называютмоментом диполя, который является вектором. Он направлен также, как и />, т.е.от отрицательного заряда к положительному.
/>.
Пользуясь понятием момента диполя, можно написать выражение для момента парысил, действующей на диполь, в виде:
/>.
Направление момента этой пары совпадает с направлением оси вращениядиполя, т.е. перпендикулярно к /> и />.
Или же, используя векторную алгебру, можно записать:
/>/>
/>.
В однородном поле на диполь действует только пара сил, которая стремитсяповернуть диполь таким образом, чтобы /> и /> были параллельны. Длятого, чтобы повернуть диполь в ЭП на некоторый угол, нужно совершитьопределенную работу. Т.к. эта работа равна увеличению потенциальной энергиидиполя, то отсюда можно найти выражение для энергии диполя в ЭП. Примем за нульэнергию диполя, перпендикулярного к направлению поля />. Тогда энергия диполя,момент которого составляет угол aс направлением поля, равна
/>.
Рассмотрим теперь диполь в неоднородном поле и положим, что момент диполяпараллелен направлению поля /> (см. рис.).
/>Силы, действующие на концы диполя, уже неодинаковы, и поэтому ихрезультирующая ¹ 0. На дипольв неоднородном поле действует сила, стремящаяся передвинуть диполь в областьполя с большей напряженностью. Найдем величину той силы. Направим координатнуюось X вдоль момента диполя и будем считать, что длинадиполя /> мала(элементарный диполь). Сила, действующая на «-» конец диполя, есть />, где E – напряженность поля в точке нахождения заряда –q. Сила, действующая на «+» конец диполя, равна />, где /> – длинадиполя. Поэтому полная сила
/>.
В однородном поле /> и результирующая силаравна нулю.
Если диполь находится в неоднородном поле и не параллелен полю, то нанего действуют и пара сил, стремящаяся повернуть диполь параллельно полю, исила, втягивающая диполь в область более сильного поля.
Пусть /> –составляющие напряженности ЭП в прямоугольных осях координат, а /> –составляющие момента диполя в тех же осях. Тогда составляющая силы по оси Хравна
/>.
Составляющая силы Fy и Fz выражаютсяаналогичными формулами.
/>;
/>;
/>;
/>.
Если ось Х направить вдоль вектора />, то
/>.
Дипольность обеспечивает частице энергию />
/>.
В практике исследований проводимости МЖ обычно используют однородное ЭП.
Магнитное поле на электрический (неподвижный) заряд не действует,согласно общему выражению для силы Лоренца
/>,
где /> –электрическая и магнитная составляющие.
При />,/> итогда />.Если же />,то даже при /> />.
Т.к. тепловое движение хаотично, то действие силы Лоренца на МЖ в среднемникак не ощущается, поскольку ионы-носители заряда являются частицами замкнутойсистемы. Небеспорядочной скоростью могут обладать носители в дрейфе (ток) или ведином гидродинамическом потоке. Тогда сила Лоренца подействует на каждуючастицу одинаково и вся система носителей должна сдвинуться. При этом частьносителей будет увеличена из потока и уменьшить ток.
II.2.1. Действие магнитного поля на движущийся заряд
Каждый проводник с током создает в пространстве МП. Но электрический токв проводнике есть движение заряженных частиц: в металлах – это движение е-,в электролитах – ионов, в газовом разряде – и ионов, и е-. Отсюдаможно заключить, что всякий движущийся заряд создает вокруг себя МП. Найдемвеличину этого поля.
Рассмотрим малый отрезок провода длиной l с током i. Этот отрезок создает в некоторойточке, удаленной на расстояние r, напряженностьполя
/>.
Но силу тока можно выразить через плотность тока jи сечение провода />,а плотность тока – через концентрацию заряженных частиц nи их скорость />.Это дает />,где N – полное число частиц в отрезке провода.Напряженность поля можно представить в виде />.
Напряженность поля, вызываемого одной заряженной частицей, имеет значение
/>.
/>Направление этого поля перпендикулярно к скорости v частиц и к радиусу – вектору r,проведенному из заряда в рассматриваемую точку, и подчиняется правилу правогобуравчика. Используя обозначение векторной алгебры
/>.
Эта формула выражает напряженность поля «+» заряда, движущегося соскоростью v. Если движется «-» заряд, то вформуле нужно заменить е на -е.
Движущийся заряд по своим магнитным действиям эквивалентен элементу тока />. В этихформулах v – относительная скорость, т.е.скорость относительно наблюдателя и тех приборов, которые измеряют МП.
Т.к. всякий ток есть движение заряженных частиц, следовательно, надвижущийся заряд в МП действует сила. Определим величину этой силы. На проводдлиной l с током i действует сила />, где B– магнитная индукция. С другой стороны />, где N– полное число движущихся заряженных частиц внутри провода. Учитывая, что направление/> совпадаетс направлением скорости /> движения «+» частиц (снаправлением тока), можно выражение для силы представить в виде:
/>.
Сила, действующая на провод, пропорциональна полному числу движущихся частиц,а значит, сила, действующая на одну частицу, равна
/>.
/>Направление этой силы перпендикулярно к направлению скорости v и магнитной индукции B иподчиняется правилу правого буравчика (см. рис.).
Полученный результат можно выразить в виде векторной формулы
/>.
Если имеется еще ЭП, то полная сила равна
/>.
Эту силу, действующую на движущийся заряд, называют силой Лоренца.
Эта формула получена на основе анализа опытных данных о взаимодействиинеподвижных контуров с током. Поэтому скорость vв формуле есть скорость относительно МП.
Сила Лоренца проявляется при движении е- и ионов в МП.
II.2.2. Действие МП намагнитный диполь
Другим, определяющим специфичность МЖ, структурным эффектом является магнитныйдиполь – микрокристаллический агрегат в коллоидной частице. В измерениях сучастием МП используются однородные и неоднородные поля. Действие этих полей намагнитный диполь аналогично действию ЭП на электрический диполь.
Действительно, пусть магнитный диполь /> помещен в произвольное МП />, тогдана него действует механический момент:
/>.
Выражение упростим, если поле будет однородным, т.к. система координатможет быть выбрана так, чтобы /> или />, илиоба вектора совпадали с одной (двумя) осями координат. Энергия диполя простозадается формулой />.Магнитный диполь в случае действия на него неоднородного МП /> подвержендействию магнитной силы:
/>.
Так как в местах расположения магнитных диполей токи, образующие полеотсутствуют, то />,но тогда
/>
В однородном МП все производные равны нулю, следовательно, />.Поэтому МЖ должна подвергнута действию ИМП. Наибольшее влияние на дрейф будетдостигнуто, если сила /> (т.к. другойупорядочивающей скорости нет). Следовательно, /> должна быть коллинеарнанапряженности ЭП, создающего ток.
Пусть />,тогда /> или/>. Этовозможно, если />,т.е. когда /> и />.
В этом случае />. Эта сила будет вытягиватьдиаполи при благоприятной их ориентации до полной минимизации магнитнойпоступательной энергии. Поле такого рода однонаправлено, но неоднородно из-заразличной густоты магнитных силовых линий. Такое поле может быть создано припомощи полосового постоянного магнетита вблизи его полюсов, площадь сечениякоторых заметно больше площади КЯ, или с помощью соленоида с теми жегабаритами.
ГЛАВА III. Математическая теория проводимости МЖ
III.1. Теория проводимости
Плотность тока дрейфа под действием кулоновского поля в любой моментвремени определяется выражением (при одном знаке носителей):
/>,
где g – заряд отдельного носителя, n– концентрация носителей, vдр –скорость дрейфа.
В более общем случае для двух носителей />, где знаки «+» и «-»относятся к положительным и отрицательным носителям соответственно.
Т.к. />,(m – подвижность), то />,считая, что />,и что />,то />, где s — коэффициент электропроводимости.
Наряду с током, обусловленным дрейфом, возникает диффузионный ток с плотностью
/>,
где rз – объемная плотностьзаряда, равная gn, D– коэффициент диффузии, определяемый соотношением Нернста-Эйнштейна.
/>,
тогда полный токсоставит (в случае носителей одного знака)
/>;
/>.
При условии продолжительного действия поля Eнаступает динамическое равновесие, при котором />:
/>.
Отсюда нетрудно получить с учетом /> для одномерного случая />, что
/> или />.
После интегрирования можно получить
/>
здесь /> –значение r при />.
Разделение носителей заряда неоднородно ввиду различия их состава, массы,подвижности. Поэтому и m, и E являются функциями координат. Среднее значение плотноститока по толщине кондуктометрической ячейки КЯ вдоль оси ОХ, перпендикулярнойплощади электродов будет
/>,
причем, согласноуравнению Пуассона
/>
для одномерногослучая />.
Если в КЯ находятся и свободные и связанные (фиксированные) заряды rсв и rсвяз, то
/>,
отсюда />.
Тогда, считая для простоты />, можно записать:
/>.
Пусть граничными условиями будут:
1. при /> />;
2. при /> />,
тогда, так как
/>
/>,
/> –приращение потенциала, то
/>.
Это выражение можно преобразовать
/>,
/> –суммарное поле внутри КЯ. Это легко связать с поверхностной плотностью s* зарядов обоих типов />.
В то же время /> учтя это, можно получить
/>
/>
Поведение /> можнооценить по ее производной. Пусть />, тогда /> и />
/>.
При этом МЖ должна быть нейтральной. Пусть полный заряд />
Тогда />,/> помодулю.
Но тогда /> и/>.
/>Т.к. /> и/>, где v – объем КЯ и />, S– площадь, то />,т.к. />, а />, тогда />.
/>.
Это линейная функция, где C¢ имеет смысл удельнойэлектропроводности s. Следовательно,если ток протекает, то он должен подчиняться закону Ома (см. рис.).
Перенос электрического заряда в КЯ при пропусканииэлектрического тока
Прохождение тока через КЯ как механизм кинетический (наличие градиента,определяющего перенос градиента потенциала />) не может быть ясен бездетального изучения участников переноса и их характеристик – заряда,подвижности, концентрации. Хоты МЖ должна быть в идеале изолятором, онасодержит некоторое количество ионов остаточных атомов технологическогопроцесса. Размеры, форма и концентрация диспергированных магнитных частиц в МЖ,их электрическая оболочка и среда, в которой они взвешены, каждая по своемувлияют на электрофизические характеристики МЖ и на ее проводимость в целом.
Поставленные соответствующим образом эксперименты посвящены выяснению ролимагнитных частиц в процессе протекания тока через МЖ.
Носителями заряда частицы становятся в случае адсорбции или деадсорбциина их электрической оболочке ионов обоих знаков атомов технологическогопроцесса, в том числе и остаточных. Их дрейф в ЭП описывается следующимдинамическим уравнением движения:
/>.
Это движение считается установившимся и поэтому />. Тогда /> и впроекции на направление скорости дрейфа имеем:
/>
Fс – стоксово сопротивление сферическойчастицы радиуса r в среде с вязкостью h. Подвижность этих носителей равна
/>,
где /> –скорость дрейфа магнитной частицы, E –напряженность ЭП.
Чем больше заряд и чем меньше размеры частицы и вязкость среды, тембольше подвижность и наоборот. Концентрация магнитных частиц, обладающихэлектрическим зарядом, зависит от соответствующей дисперсной фазы и являетсяравновесной величиной, характерной для каждого состояния. Магнитные частицы могутбыть увлечены силами вязкого трения даже, если не имеют электрического зарядаи, поэтому, не подвержены действию кулоновских сил. Это их взаимодействие снемагнитными носителями тока приводит к значительному уменьшению подвижностейионов и комплексов.
III.2. Влияниеэлектрического поля на подвижность МЖ
Рассмотрим влияние приложения кулоновского поля на подвижность носителейзаряда.
/>/> –кулоновские силы, создаваемые полем />, /> – сила сопротивления.
Носитель массой m и зарядом q обладает скоростью дрейфа />. Тогда для динамическогоуравнения движения /> имеем
/>.
Пусть />,/> – коэффициентсопротивления.
Тогда />,т.к. /> и/> сонаправленыи />, то
/>
/>.
Обозначим />,/>, тогда
/>.
Это дифференциальное уравнение первого порядка с постоянными коэффициентами,линейное, неоднородное. Его решение получится из решения соответствующего однородногоуравнения:
/>.
Решение этого уравнения />
/>,
считая /> неизвестными дифференцируя по времени t, получим
/>.
Поставив это в неоднородное уравнение, получим
/>
/>
/>.
Тогда />.
Так как подвижность определяется по скорости дрейфа, то
/>.
Следовательно, m отнапряженности поля не должно зависеть.
III.3. Влияние МП наподвижность носителей в МЖ
/>Рассмотрим влияние МПна концентрацию и подвижность носителей
Динамическое уравнение движения в этом случае
/>,
/> – сила Лоренца.
Скорость дрейфа /> имеет направление />, еслинет МП />.В этом случае составляющие скорости, вообще говоря, ненулевые.
Представим уравнение движения в декартовых координатах. Выберемнаправление осей как это показано на рисунке, учитывая, что />, />, />.
Представим уравнение движения следующим образом:
/>
при данномвыборе осей />,/>.
Сила Лоренца
/>.
При данном выборе осей
С помощью ранее разработанной методики была снята ВАХ для МЖ. Исследованазависимость ВАХ от темпа нагружения КЯ ( скорости изменения величиныподаваемого напряжения )
/> .
Получены следующие результаты :
1. ВАХ МЖ имеет видзамкнутой кривой (сильно втянутый овал), расположенной в первом и третьемквадрантах координатной плоскости.
2. Наблюдалась прямаязависимость между скоростью изменения напряжения и формой петли ВАХ ( см. рис.IV.1.3), при этом угол наклона ( т.е. сопротивление МЖ не меняется.
3. При увеличенииподаваемого напряжения (Um) уголнаклона петли не менялся, изменялась форма петли, увеличивалась её площадь (см.рис. 4.1.4). Все измерения проводились при комнатной температуре Т=294К.
4. I0 — ток соответствующий U=0 на ВАХ- остаточный ток.
U0 — напряжение, при котором I=0 на ВАХ — запирающее напряжение.
Построенызависимости:
— I0(U*)при Um = const (рис. IV.1.5)
-I0(Um) приU* = const (рис. IV.1.6)
— U0(U*) при Um = const (рис. IV.1.7)
— U0(Um) приU* = const (рис. IV.1 8)
Данные занесеныв таблицу 1.
5. По ВАХ была вычисленаудельная электропроводность МЖ:
/>; />, и построена зависимость />при Um= const (рис.IV.1.9) и />при U*= const (рис.IV.1.10)
Былисделаны следующие выводы:
1. Конечнаячасть ВАХ указывает на нарушение закона Ома.
2. Большаяполуось эллипса зависит от U*. Чембольше U*, тем меньше большаяполуось. Чем больше U*, тем больше I0.
3. I0 увеличивается с ростом Um.
4. Чем больше U*, тем больше напряжение деполяризации U0 и I0.
5. С ростом Um увеличивается U0, т.е. поляризационные эффекты возрастают сростом Um.
6. ВАХ имеетлинейный участок (для s); значение s от U*не зависит.
7. Площадь S, ограниченная кривой ВАХ, характеризует потери напереориентацию дрейфа; эта площадь зависит от U*: чем больше темп, тем больше S.
Таблица 1.
Зависимость ВАХот величины напряжения подаваемого на ячейку (Um)
/>
Период вращения: 45 с. 18 с. 2,5 с.Um,В
2
6
8
10
2
6
8
10
2
6
8
Rx
140 кОм
140 кОм
1 МОм
1 МОм
U*
0,17
0,53
0,71
0,88
0,4
1,3
1,7
2,2
3,2
9,6
12,8
Iоб
´10-7 А
4,19
2,33
5,81
5,58
9,53
17,91
16,28
15,58
9,53
18,4
16,98
I0,В
1,17
4,81
4,81
4,58
5,47
10,66
12,28
5,08
5,47
12,4
20,9
U0, В
0,075
0,1
0,1
0,1
0,21
0,4
0,4
1,05
0,21
0,43
0,4
s,
´10-10
5,93
6,25
6,25
5,94
3,39
3,46
3,9
3,62
3,39
3,7
3,62
2.Влияние температуры на ВАХ МЖ.
МЖ в КЯ нагревалась до следующих температур: 294К, 305К, 315К.
Напряжение питания Um=5В.
Получены следующие результаты:
1. Угол наклона кривойне меняется .
2. Меняется, нонезначительно, форма петли (рис. IV.1.11).
Были построены следующие зависимости:
U0(T) приU* = const (рис. IV.1.12)
I0(T) приU* = const (рис. IV.1.13)
s(T) при U* = const (рис. IV.1.14).
Данные занесены в таблицу 2.
Влияние температуры на ВАХ МЖ оказалось сложным, не трактуемымоднозначно. Можно говорить лишь о качественных изменениях:
U0 с ростом температурыувеличивается незначительно.
I0 с ростом температурыувеличивается незначительно.
s с ростом температуры монотонновозрастает.
Таблица 2. Зависимость ВАХ от температуры.
/> />
Т, К
294 305 315t, с
45 14 2,5 45 14 2,5 45 14 2,5U*, В/с
0,44 1,42 8 0,44 1,42 8 0,44 1,42 8U0, В
0,025 0,02 0,19 0,075 0,07 0,02 0,044 0,036 0,21I0
´10-7, А
2 0,83 1,18 4,01 1,0 2,0 2,62 2,06 2,5s
´10-10
/>
5,2 5,39 0,1 6,95 6,85 1,3 7,74 7,44 1,54IV.3. Исследование разряда и саморазряда КЯ с МЖ.
Аккумуляция электрического заряда
/> <td/> />К электродам КЯ сносятся магнитные частицы следующими механизмами переноса:кулоновскими силами напрямую и кулоновскими силами опосредованно черезвнутреннее трение. В этом заключается смысл электрофореза. Благодаря оченьмалой подвижности магнитных частиц, они должны задерживаться у электродовнекоторое время и удерживать электрический заряды, так или иначе связанные смагнитными частицами. Другие заряды, не связанные с массивными частицами (комплексами), довольно скоро релаксируют. Более того, скопление магнитных и другихчастиц у электродов могут привести к гистерезисным эффектам: магнитному,электрическому, кинетическому. Следствием этого остаточного после действенногоявления становится накопление между электродами некоторой разности потенциалов.Эта разность потенциалов была обнаружена экспериментально на установке.
Рис.IV. 3. 1
Восходящую ветвь кривой разряда (рис. IV.3.6) следует отнести на счетвремени срабатывания прибора и ГП. Поэтому можно считать ток разряда может бытьаппроксимирован по закону />, где />характерные для МЖ.
Граничные условия не противоречат экспериментальному виду кривой разряда:при t=0 I=I0, приt=¥ I=0,что соответствует поведению экспериментального хода кривой Icc учетомпоследующей экстраполяции этого хода к t=0.
Прологарифмируем
/>, />
I0, a могут бытьопределены или методом наименьших квадратов с оценкой погрешностиаппроксимации, или по графику /> сглаженномук прямой.
Очевидно, что
/> /> />
/>
/>
/>
0,43 — модуль перехода от натуральных логарифмов к десятичным;
2,3 — модуль перехода от десятичных логарифмов к натуральным.
Определение электрофизических параметров МЖ по разряднойхарактеристике
Эксперимент поводился с плоскопараллельной ячейкой, которая имеетпараметры:
глубина ячейки h= 0,8 мм; диаметр ячейки28,1 мм; электроды медные.
На ячейку подавалось напряжение 5В в течение 15 сек., затем ячейкаразряжалась на ГП. В результате была получена следующая зависимость токаразряда от времени (см. Рис. IV.3.4.). таккак ГП регистрирует изменение напряжения, то нужно произвести пересчетполученных результатов в единицы силы тока.
Известно, что внутреннее сопротивление ГП равно 0,93 МОм, тогдакоэффициент пересчета равен
/>
Тогда из графика имеем, что максимальное значение разрядного тока Im<sub/>p соответствующее разности потенциалов U0= 0,169В равно I=18,64×10-8А. При этом разряд МЖ происходит по экспоненциальному закону /> , где t — постоянная времени разряда или времяэлектрической релаксации дрейфа.
/>Время электрической релаксации дрейфа t- промежуток времени, за который ток заряда уменьшится в eраз. Его значение можно определить по графику. В данном случае t= 35 с.
Количество электричества, стекающего с электродов на нагрузку, можноопределить следующим образом
/>
/>
/>
По определению электрической ёмкости
/>
тогда из t=RC можно определить электрическое сопротивление МЖ.
/>
проводимость можно найти как величину обратную сопротивлению
/>
Энергию, аккумулированную в ячейке с МЖ, найдем по формуле
/>
Число носителей, участвующих в переносе заряда можно определить следующимобразом .
пусть все носители однозарядны,тогда их полное число равно
/>
Исходя из того, что МЖ нейтральная, числа N+и N - иконцентрация n+ и n - должны быть равны:N+= N — и n+=n-. Заряды обоих знаков движутсяв противоположные стороны, это равносильно тому, что полное число ионов одногознака при том же заряде равно 2N. Тогда />, где q= e заряд иона (e=1,6×10—19 Кл).
Концентрацию носителей найдём по формуле:
/>, (8)
/> - объём КЯ, /> - площадь КЯ.
Подставив числовые значения, найдём
/>, />
/>
Подвижность носителей заряда определим исходя из следующих рассуждений.
Подвижность иона /> , где v — скорость дрейфа, E — напряженность электрического поля. Связь напряженности и потенциала поляопределяется соотношением
/> (9)
подвижность можно определить по плотности тока, т. к. известно, что
/> (10)
q — заряд носителя
n — концентрация
m — подвижность
E — напряженность электрического поля.
Предположим, что q+ =q -=q, n+ =n -=n и m+=m -=m, тогда плотность тока
/>
Из (10) имеем, что />, или />
Тогда подвижность
/> (11)
/>r — среднее удельное сопротивление, которое можно найти, т. к.Известно сопротивление МЖ и геометрические размеры КЯ.
/>
произведя соответствующие расчеты, получим
/>
Значение подвижности, найденное таким образом, является оценочным, т.к. вМЖ имеется несколько типов носителей заряда: ионы, комплексы молекул-ионов изаряженные частицы магнетита.
Поскольку />
С другой стороны />, еслисчитать, что q =const, n0 =const, m0=const, что возможно при неизменных условиях t = const,E=0, то
/>
/> — напряженность внутреннегополя.
Таким образом, внутреннее электрическое поле />,образованное рассредоточенными электрофорезом носителями заряда, изменяетсякак и ток по экспоненциальному закону.
Проведенные исследования показывают, что
* КЯ с МЖ не является простым конденсатором;
* в ячейке с аккумулируется заряд;
* процесс аккумуляции заряда связан со специфичностью МЖ.
К основным специфическим свойствам МЖ относятся:
текучесть;
наличие массивных малоподвижных носителей заряда;
сильные вязкостные и электромагнитные взаимодействия;
большое время t заполнителя(МЖ).
ОЦЕНИМ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ.
При определении величины заряда, накопляемого МЖ в КЯ применялась формула
/>
в которой I0и t были найденыэкспериментально с помощью ГП.
Известно, что
/>
Прологарифмируем полученное выражение
/>
тогда относительная погрешность при определении заряда будет равна
/>
где /> - относительнаяпогрешность в определении силы тока,
/> — относительная погрешностьв определении времени.
При определении концентрации использовалась формула
/>
Относительная погрешность в данном случае
/>
Глубина и диаметр ячейки измерялись штангенциркулем с ценой деления 0,1мм. Абсолютная погрешность измерений составила />,тогда относительные погрешности при определении глубины h и диаметра d будут равнысоответственно
/>
/>
тогда />.
При определении подвижности применялась формула
/>
тогда относительная погрешность />
т.к. />, то />
относительная погрешность при определении сопротивления /> известна из инструкциимоста, которым было измерено сопротивление.
Таким образом,/>.
Исследование разрядной характеристики МЖ.
/>
Для исследований применялась схема (рис. IV.3.5).
ИП- источник питания ИЭПП-2;
КЯ — кондуктометрическая ячейка
ДП — двухполюсный переключатель;
ГП — графопостроитель.
/>В положении 1 переключателя ДП от источника питания через ячейку втечение времени заряда tз пропускаетсяток. Затем ДП переводился в положение 2. При этом через ГП при отсутствииисточника питания по цепи течет ток разряда, начинающийся с пикового значения Im<sub/>p и достигающий нуля черезнесколько секунд по кривой, напоминающей кривую разряда конденсатора. В записикривая имеет вид показанный на рис. IV.3.6.
Эксперимент проводился в следующих направлениях. Исследовалось:
1) влияниепродолжительности заряда (tз ) при заданном Uзна максимум величины Um<sub/>p, достигнутый при заряде;
2) влияниевеличины зарядного напряжения Uз на Im<sub/>p;
3) влияниевремени саморазряда ячейки на ход кривой;
4) влияниетемпературы на процесс заряда и последующего разряда (на t и Im<sub/>p);
5) влияниетемпературы на саморазряд и последующий разряд на внешнюю нагрузку (на t, tср,Im p);
6) сопоставлениекривых разряда с кривыми саморазряда.
Были получены следующие результаты.
1. Влияние продолжительности заряда призаданном Uз на максимумвеличины Um<sub/>p.
Для МЖ установлено, что «насыщение» получаемого остаточного напряжения наКЯ практически завершается к концу 4-й секунды. Возникает вопрос о возможностяхданной жидкости к накоплению остаточного заряда. Была поставлена серияэкспериментов. На КЯ, заполненную то же МЖ, подавались разные напряжения иосуществлялся заряд КЯ в течение какого-то времени, достаточного для достижениянасыщения. Была построена кривая, показывающая, что увеличениепродолжительности заряда не увеличивает пикового значения Um<sub/>p.Выяснили, что при увеличении Uз, Um<sub/>p увеличивается, но недостигает значения Uз. Так при Uз=13В, Um<sub/>p=0,138В,т.е. Um<sub/>p<<Uз.
2. Влияние величины зарядного напряжения на Im<sub/>p.
При увеличении Uз увеличиваетсяплощадь под кривой (рис. IV.3.7). Т.е. увеличивается количество электричества,накопленного ячейкой, что очевидно. Из эксперимента были вычислены следующиепараметры: Q, t, R.
Все данные приведены в таблице 3.
Были построены зависимости:
t(Uз) — рис. IV.3.8
Q(Uз) — рис. IV.3.9
С ростом Uз увеличивается времяt, с которым можно связать времярелаксации, но считать их равными нельзя.
Таблица 3.
Влияние величины заряжающего напряжения на Im<sub/>p.
tзар = 60 сек.
Uзар , В
5 8 13Im p´10-8 A
76,85 83,52 88,74Um p, В
0,331 0,36 0,383 t, с 240 245 258,75Q´10-4 Кл
1,84 2,04 2,29R´1010 Ом
2,47 2,61 2,9 /> <td/> />
3. />
Влияние времени саморазряда ячейки на ход кривой.
В течение времени tзар<sub/>=60 с. Ячейка заряжалась Uзар=8В (5В,13В). затем ячейка отключалась от источника питания и в течение tср разряжалась сама на себя. По истечениивремени tср ячейка включалась в цепьи разряжалась на ГП — снималась остаточная разрядная характеристика.
Было выяснено, что при увеличенииtср Im<sub/>p уменьшалось (рис. IV.310).
Определены параметры t,Q, R, Um<sub/>p, которые занесены в таблицу 4.
Были построены зависимости:
t(tср)- рис. IV.3.11
Q(tср)- рис. IV.3.12
Um<sub/>p(tср) — рис.IV.3.13
Можно сделать следующие выводы:
1) с ростом tср tнезначительно увеличивается;
2) с ростом tср Qуменьшается по линейному закону;
3) с ростом tср Um<sub/>p уменьшается по экспоненте.
Таблица 4. Зависимость разрядного тока от времени саморазряда
Uзар=8В, tзар=1мин.
t ср<sub/>, c
5 10 30 60 90 120Im p´10-8 А
82,07 72,5 67,88 53,36 34,22 32 27,3Um p, В
0,354 0,313 0,293 0,23 0,148 0,138 0,12t, с
248,75 278,75 310 315 322,5 326,3 351,25Q´10-4 Кл
2,04 2,02 2,01 1,69 1,1 1,04 0,9R´104 Ом
43,6 43,21 43,23 42,9 43,4 43,28 46,8 /> <td/> />/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> />
IV.4 Влияние температуры на разряд и саморазряд КЯ с МЖ
4. Жидкость исследовалась при температурах
294 К, 305 К,315 К, 325 К. />
Получены такиерезультаты:
1. приувеличении />. /> уменьшается, уменьшаемаяплощадь под кривой разрядного тока (рис. IV.4.1)
2. приувеличении температуры КЯ быстрее разряжается, т.е. уменьшается время />.
Вычисленыпараметры />, />, />, которые занесены втаблицу 5
Построенызависимости: /> - рис. IV.4.4, /> - рис. IV.4.5
Количествоэлектричества с ростом температуры убывает.
Таблица 5.Влияние температуры на разряд МЖ в КЯ tcр. = 0 с.
/>
294 305 315 325/>, А
18,64 17,71 5,88 2,68/>, В
0,169 0,161 0,053 0,026/>, с
35 34 31,5 14/>
6,52 6,02 1,85 0,4/>
92 91,9 90 93/>
5. Влияние температуры на время саморазряда КЯ
Была заполненатаблица 6.
Построенызависимости
/> рис. IV.4.6
/> рис. IV.4.7
С увеличениемтемпературы ячейка накапливает меньший заряд; накопленный заряд быстрее стекаетс КЯ при увеличении температуры />; время /> с ростом температурыубывает по ниспадающей кривой довольно быстро. Подобное поведение МЖ говорит отом, что с ростом температуры МЖ ее подвижность увеличивается, вязкостьуменьшается и уменьшается разность потенциалов между электродами ячейки. Количествонакопленного электричества с ростом температуры уменьшается и слабо зависит от />
Таблица 6.Саморазряд при разных температурах />
/>
294/>, с
5 10 30 45/>, А
18,64 7,7 6,27 4,29 3,08/>, В
0,169 0,07 0,057 0,039 0,028/>, с
35 62 74 93,5 110/>
6,52 4,77 4,64 4,01 3,38/>
305/>, с
5 10 30 45 60/>, А
18,64 17,71 14,80 14,08 12,49 2,97 2,42/>, В
0,169 0,161 0,134 0,128 0,114 0,027 0,022/>, с
35 34 31,5 30,5 29 101,5 11,3/>
6,52 6,02 4,66 4,29 3,62 3,02 2,69/>
315/>, с
5 10 30 45 60/>, А
18,64 5,88 4,23 3,74 2,53 1,6 0,77/>, В
0,169 0,053 0,039 0,034 0,023 0,0148 0,007/>, с
35 31,5 36 33 40 56 60/>
6,52 1,85 1,52 1,23 1,01 0,89 0,46/>
315/>, с
5 10 30 45 60/>, А
18,64 2,86 2,2 1,54 0,99 0,6 0,002/>, В
0,169 0,026 0,02 0,014 0,009 0,055 0,002/>, с
35 14 23 24 24 24,5 37/>
6,52 0,4 0,5 0,36 0,23 0,15 0,007/>
6. Проведеносопоставление кривых разряда и саморазряда.
С большойстепенью точности времена /> длявсех кривых остаточного саморазряда совпадают Учет. /> при/> наложении max значений токов остаточного разряда на кривую полногоразряда позволяет провести сопоставление механизмов разряда и саморазряда навнешнее сопротивление. Из рис. IV.4.7 видно, что все точки maxзначений токов остаточного разряда удовлетворительно ложатся на кривую разряда,не подвергшегося саморазряду. Это можно понимать как совпадение механизмразряда и саморазряда, т.е. механизм последнего также является диффузионным.
IV. />
5 Влияние МП на проводимость МЖ
Допустим, что напроводимость (сопротивление) МЖ должно действовать МП, т.к. МЖ являетсяжидкостью намагничивающейся. Элементарными структурами, обеспечивающими этосвойство являются магнитные диполи, обладающие электрическим зарядом, носителямикоторых являются диспергированные частицы магнетика />.Но для этого диполи должны участвовать в проводимости, а это возможно, если ониимеют электр. заряд. Т.к. на диполи действие МП далеко, то двояко и действие МПна сопротивление, причем можно ожидать, что обе компоненты движения диполяизменяется. И его поступательная компонента эффективнее подействует наподвижность, т.к. вращательная часть непродолжительна. Вращение возникает и вОМП и в ИМП, а поступательное возможно только в ИМП.
Проверить влияние ИМП на проводимость МЖ можно следующим образом.
1. Измерение сопротивления мостом вначале вне поля, а затем в ИМП ирезультаты сравнить. Опыт показал отсутствие расхождения
Н = 0 R = 0,39 МомH1 = 10 мТл
R = 0,39 МомН1 = 20 мТл
R = 0,39 МомН2 = 10 мТл
R = 0,39 МомН2 = 20 мТл
R = 0,39 Мом2. Подать наячейку напряжение и записывать графопостроителем.
/>Т.к. R = const, то графопостроительвычерчивает прямую линию, параллельную оси абсцисс.
3. Проверитьвлияние ИМП на ток разрядки при аккумуляции заряда в КЯ с МЖ.
Были полученыследующие результаты
2. На всемпротяжении ВАХ поперечное МП (рис. ) не оказывает замешенного действия на дрейфносителей. Это может означать, что при использованных полях и сравнительномалых скоростях сила Лоренца />, действующаякомпланарно, т.е. />параллельно электродом,не отвлекает даже частицы носителей из потока, ввиду сравнительно большогосечения S ячейки. Продолженное поле совсем не действуетна носители, т.к.
/>
т.к. />.
Заменить в нашейметодике влияние МП на ток через воздействие на магнитные диполи можно, если:
а) магнитныедиполи обладают зарядом;
б) МПпараллельно скорости />;
/>в) МПнеоднородно, а градиент индукции также параллелен или антипараллелен скорости (/>, см. рис.)
В экспериментепрямого действия МП на ток через МЖ не обнаружено
3. Если КЯ с МЖпоместить в ИМП так, что />, а /> и />, но между электродамивозникает разность потенциалов. Это можно объяснить так: магнитные диполи, помещенныев ИМП, вмешивающееся в область сильного поля, т.к. они предварительно развернулисьпо полю. Если на их оболочках есть нескомпенсированные заряды электричества, тов КЯ возникает неравновесность эл.заряда с градиентом потенциала />, связям с />, где /> - поле, обусловленноемагнитофорезом, а /> - объемнаяплотность электрического заряда.
Во время опыта постоянный магнит либо подносился под КЯ, либо ставилсясверху. При этом ячейка должна быть выключена. Перед разрядом магнит медленноубирается на достаточное расстояние, а затем КЯ включается на нагрузку.
1) Прежде всего было установлено, что величина /> сильно зависит от временивыдержки ячейки в поле, но четкой закономерности замечено не было (рис. 10, 11)
2) размерность разрядного тока независимо от направления индукции МП вячейке не менялась.
Все полученные результаты привели к выводу:
1. Разрядный ток КЯ, заряженной под действием ИМП аналогичен разрядномутоку после пропускания через КЯ постоянного тока.
2. Направление разрядного тока КЯ, заряженной ИМП не зависит отнаправления ИМП.
/>Обобщая результаты, можносказать, что МП не влияет на аккумуляцию заряда в КЯ, т.к. возможно, что МЖ несодержит магнитных диполей, обладающих нескомпенсированным зарядом, либо ихконцентрация мала.
/>
Заключение
1. 1.Подтвердилась зависимость формы ВАХ от темпа нагружения ячейки при постоянномнапряжении питания: чем больше />, темменьше большая полуось ВАХ
иопределена независимость /> от /> (при />).
2. Не подтвердилась зависимость формы ВАХ от температуры;
и определена /> - с ростомтемпературы /> растет.
3. Зависимость />от />(/>) следующая: чем больше />, тем больше />
/> от />(/>): чем больше />, тем больше />.
4. Зависимость />, /> от /> оказалось следующая: />,/> увеличивается с ростомтемпературы незначительно.
2. Исследованазависимость аккумуляции заряда в КЯ от зарядного напряжения и временисаморазряда
1. Подтвердилась зависимость аккумулированного электрического заряда от />: чем больше />, тем больший заряднакапливается в ячейке.
2. исследован ход саморазряда и определен его механизм в зависимости отвремени саморазряда.
3. Сопоставлено пиковое значение тока саморазряда с ходом разряда КЯ нанагрузку.
3. Исследованааккумуляция заряда при изменении температуры
1. Сопоставлены кривые /> приразличных Т (/>) с кривой /> при комнатной температуре:с ростом температуры /> уменьшается,ячейка быстрее разряжается.
4. Действие МПна ВАХ и аккумуляцию:
1. действие однородного МП в пределах 0 — 0,4 Тл не было обнаружено
2. действие неоднородного МП в пределах 0 — 0,15 Тл не было обнаружено.
ЛИТЕРАТУРА
1. АктиновА.А. и др. О стойкости магнитных жидкостей к воздействию повышенных температур/Физико-химические и прикладные проблемы МЖ: сборник научных трудов/Ставрополь, СГУ 1997 г.
2. ЗубкоВ.И. и др. Влияние условий получения МЖ на ее электрофизические свойства/Физико-химические и прикладные проблемы МЖ: сборник научных трудов/ Ставрополь,СГУ 1997 г.
3. КожевниковВ.М. Анизатрония электропроводности дисперсных линейных систем, наведеннаявнешним воздействием /Физико-химические и прикладные проблемы МЖ: сборникнаучных трудов/ Ставрополь, СГУ 1997 г.
4. АрцимовичА.А. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. — М.: Наука,1972.
5. БронштейнИ.И. Справочник по высшей математике. — М.: Физматгиз, 1981.
6. ДзаразоваТ.П. Практическая физика.: Учебное пособие. — Ставрополь СГПУ, 1994г.
7. КалашниковС.Т. Электричество. — М.: Наука, 1977 г.
8. Основныеформулы физики под ред. Мензела Д.М.: ИЛИ, 1957г.
9. ПолихронидиИ.Т. Электро- и магнитополевая аккумуляция электрического заряда в ячейке с МЖ.Проблемы физико-математических наук: Материалы XLIII научно-методическойконференции преподавателей и студентов «Университетская наука-региону». — Ставрополь: СГУ, 1998 г.
10. Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.3.Электричество. — М.: Наука, 1977 г.
11. Тамм И.Е. Основы теории электричества. — М.:Наука, 1976 г.
12. Фершман В.Е. Магнитные жидкости. Минск «Высшаяшкола», 1998.
13. Чеканов В.В. и др. Накопление заряда вэлектрофоренич. ячейке с МЖ. Проблемы физико-математических наук: Материалы XLIIIнаучно-методической конференции преподавателей и студентов «Университетскаянаука-региону». — Ставрополь: СГУ, 1998 г.